【饱和水汽压表示。】在气象学和热力学中,饱和水汽压是一个重要的物理量,用于描述在特定温度下,空气中水蒸气达到饱和状态时的水汽压值。它是研究大气湿度、蒸发、凝结等过程的基础参数之一。
一、什么是饱和水汽压?
饱和水汽压(Saturation Vapor Pressure, 简称SVP)是指在一定温度下,空气中的水蒸气处于饱和状态时所对应的水汽压力。此时,水蒸气的分子数与液态水的分子数达到动态平衡,即单位时间内蒸发的水分子数等于凝结的水分子数。
当空气中的水汽压等于该温度下的饱和水汽压时,空气处于饱和状态;若低于此值,则为未饱和状态,空气具有吸收水分的能力。
二、影响因素
饱和水汽压主要受以下因素影响:
- 温度:温度升高,饱和水汽压显著增大。
- 物质种类:不同物质(如水、冰)的饱和水汽压不同。
- 气压:通常不直接改变饱和水汽压,但会影响实际水汽含量。
三、常用计算公式
常见的饱和水汽压计算方法包括:
公式名称 | 公式表达 | 适用范围 |
Magnus公式 | $ e_s(T) = 6.112 \cdot \exp\left( \frac{17.67T}{T + 243.5} \right) $ | 温度范围:-45℃ ~ 60℃ |
露点公式 | $ e_s(T_d) = 6.112 \cdot \exp\left( \frac{17.62T_d}{T_d + 243.12} \right) $ | 适用于露点温度计算 |
WMO公式 | $ e_s(T) = 6.112 \cdot \exp\left( \frac{17.67(T - 273.15)}{T - 273.15 + 243.5} \right) $ | 气象标准计算公式 |
> 注:以上公式中,$ T $ 为摄氏温度,$ T_d $ 为露点温度,$ e_s $ 为饱和水汽压(单位:hPa 或 mbar)。
四、典型温度下的饱和水汽压表
温度(℃) | 饱和水汽压(hPa) |
-10 | 2.3 |
0 | 6.1 |
10 | 12.3 |
20 | 23.4 |
25 | 31.7 |
30 | 42.4 |
35 | 56.2 |
40 | 73.8 |
五、应用意义
- 天气预报:用于判断是否可能形成云或降水。
- 农业:评估作物蒸腾作用及灌溉需求。
- 建筑与工程:防止墙体结露、材料腐蚀等问题。
- 航空:影响飞机起降时的能见度和飞行安全。
总结:
饱和水汽压是衡量空气中水汽含量的重要指标,其数值随温度变化而变化。通过理解并掌握相关公式和数据,可以更准确地分析大气中的湿度状况,并在多个领域中发挥重要作用。